Управление углом опережения зажигания

В контактных и бесконтактных системах зажигания управление углом опережения зажигания происходит с помощью механических устройств. Центробежный регулятор обеспечивает коррекцию угла в зависимости от частоты вращения коленвала, вакуумный регулятор — в зависимости от нагрузки на двигатель. Момент возникновения искры определяется моментом размыкания прерывателя (в контактных системах) или моментом перехода сигнала датчика Холла из низкого состояния в высокое (в бесконтактных системах). В электронных системах зажигания моментом искрообразования управляет контроллер. Определив значение оборотов коленвала в данный момент и нагрузку на двигатель, контроллер рассчитывает базовый угол опережения зажигания. Далее этот угол может быть скорректирован (например, уменьшен, если обнаружена детонация). Рассчитав окончательное значение угла опережения зажигания, контроллер выдает управляющий сигнал на модуль зажигания в момент, когда поршень, движущийся к ВМТ, займет требуемое положение.

Состав системы зажигания

В электронной системе зажигания можно выделить следующие составные части: 1 — контроллер; 2 — датчик положения коленчатого вала (ДПКВ); 3 — шкив с зубчатым венцом; 4 — модуль зажигания; 5 — высоковольтные провода; 6 — свечи зажигания. Для упрощения на рисунке не показаны некоторые датчики СУД, сигналы которых исполь-зуются контроллером для расчета угла опережения зажигания. Рассмотрим подробнее высоковольтную часть системы зажигания.

Модуль зажигания

Модуль зажигания включает в себя две катушки зажигания и два высоковольтных ключа-коммутатора. Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной). Работа катушки зажигания основана на законе индукции. Когда по первичной обмотке протекает ток, сердечник намагничивается, вокруг обеих обмоток создается сильное магнитное поле. Величина тока через первичную обмотку (зависит от длительности времени накопления) и индуктивность первичной обмотки определяют накопленную в магнитном поле энергию системы зажигания (более 40 мДж). В заданный момент времени (по команде контроллера) протекание тока через первичную обмотку прерывается, исчезает созданное им магнитное поле. При изменении магнитного потока, пронизывающего витки вторичной обмотки, в последней наводится электродвижущая сила самоиндукции (ЭДС). Величина ЭДС зависит от накопленной энергии, от коэффициента трансформации катушки зажигания (отношения количества витков во вторичной обмотке к количеству витков в первичной обмотке), от качества намотки катушек и пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Благодаря высокой скорости изменения магнитного потока, а также большому коэффициенту трансформации во вторичной обмотке наводится ЭДС выше 300 000 В.Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД. При включении первичного тока во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется нежелательное напряжение в диапазоне 1000—2000 В (напряжение включения). Но за счет высокого пробойного напряжения двух последовательно включенных свечей зажигания появление нежелательной искры подавляется без дополнительных мероприятий.